铜铅胁迫下水分、温度和施肥对黑麦草富集能力的影响
发布时间：2021-04-16 06:45
黑麦草（Lolium perenne L.）,是我国南方主要种植牧草之一,对土壤重金属（As、Zn、Cu、Pb、Cd等）具有一定富集效果。通过室内盆栽、正交试验的方法,研究不同水分、温度和施肥条件及其互作对黑麦草在Cu、Pb单一及复合胁迫下耐受性及富集能力的影响。结果表明:（1）在Cu、Pb胁迫下,黑麦草在90%WHC、保证N肥施用时取得最大生物量,其茎叶及根分别在30及25℃时生长积累最大;Cu-Pb复合胁迫使黑麦草地上部分的生长受到抑制。（2）综合分析金属含量及富集系数,90%WHC有利于黑麦草对Cu、Pb的富集,而温度、肥料随黑麦草富集部位及单一、复合金属污染的不同具有最适差异性。（3）黑麦草仅在90%WHC水分、30℃及施NPK肥时,对重金属Pb具有大于1的转运系数,其余各环境因子组合只能在不同程度上小幅改变植物转运系数,即黑麦草对Cu、Pb重金属的转运能力较差。（4）方差分析结果显示,水分和温度可作为对黑麦草Cu、Pb富集能力具有显著影响的单因子,在Cu、Pb单一污染胁迫下,还受到其二因素交互的显著影响;在单一及复合污染中,富集能力均受到与肥料间三因素交互作用的显著影响。综上...
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
Cu、Pb单一及复合胁迫下不同环境因子对黑麦草生物量的影响
由图2可以看出,在不同环境因子组合下,黑麦草不同部位对Cu的吸收量有较大差异,大体上体现为根部富集量大于地上部。在80%WHC、25℃及施N(11)时,黑麦草地上部在Cu单一胁迫下具有最大富集量444.49 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫时,黑麦草在70%WHC、25℃及施NPK(16)时对土壤中Cu的富集量显著提高,具有所有处理中的最大地上富集量465.18 mg/kg。黑麦草根部在Cu单一胁迫下,在90%WHC、25℃及施NPK(18)时具有最大富集量1343.1 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,在80%WHC、30℃及施NP(23)时才取得最大富集量1274.78 mg/kg。由图3可以看出,在不同环境因子组合下,黑麦草不同部位对Pb的吸收量有较大差异,但与Cu富集规律类似,也体现为根部富集量大于地上部。在80%WHC、30℃及施NPK(17)时,黑麦草地上部在Pb单一胁迫下具有最大富集量557.46 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,黑麦草在80%WHC、30℃及施N(20)时对土壤中Pb的富集量显著提高,具有所有处理中的最大地上富集量597.66 mg/kg。黑麦草根部在Pb单一胁迫下,在90%WHC、25℃及施NP(15)时具有最大富集量1154.62 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,在80%WHC、30℃及施NP(12)时才取得最大富集量1496.83 mg/kg。
根据不同环境因子将27组试验进行分类统计,结果如下:在Cu单一污染时,黑麦草地上部分别在温度25℃(266.76 mg/kg)、持水量80%(167.44 mg/kg)、施NP(166.99 mg/kg)时,根部分别在30℃(825.43 mg/kg)、持水量80%(854.78 mg/kg)、施N(768.00 mg/kg)时具有最大富集量。在Pb单一污染时,黑麦草地上部分别在温度30℃(316.19 mg/kg)、持水量90%(261.18 mg/kg)、施NPK(331.58 mg/kg)时,根部分别在25℃(806.27 mg/kg)、持水量90%(697.24 mg/kg)、施NPK(878.84 mg/kg)时富集效果最佳。在Cu-Pb复合污染时,黑麦草地上部分别在温度25℃(204.68 mg/kg)、持水量70%(208.09 mg/kg)、施NP(188.20 mg/kg)时对Cu的富集量最大,在温度25℃(410.79 mg/kg)、持水量80%(349.17 mg/kg)、施NP(388.81 mg/kg)时对Pb的富集量最大;根部分别在30℃(1021.82 mg/kg)、持水量70%(903.57 mg/kg)、施N(918.27 mg/kg)时对Cu的富集效果最佳,在30℃(1161.63 mg/kg)、持水量80%(1307.28 mg/kg)、施N(1182.54 mg/kg)时对Pb的富集效果最佳。数据表明,在应对不同的重金属胁迫时,黑麦草对温度、水分及肥料的最适范围表现出差异性,当三者共同作用时,还会产生交互影响,形成最适处理组合。表3—4为不同环境因子处理对植物富集Cu、Pb含量的影响所进行的方差分析,结果显示:在Cu、Pb单一胁迫条件下,黑麦草的根部Cu富集量及地上部Pb富集量受到水分、温度、肥料以及其二因素、三因素交互作用的极显著影响(P<0.01);而黑麦草地上部对Cu的富集量仅表现出受水分、温度的极显著影响,同时,水分和温度以及温度和肥料之间也表现出极显著的交互作用;黑麦草根部对Pb的富集则受水分和温度交互以及三因素交互的显著影响(P<0.05),其他因素影响极显著。在Cu、Pb复合胁迫条件下,除肥料对地上部Cu富集量、水分和温度的交互作用对根部Cu富集量无显著影响外,其他各因素及其交互作用均表现出对黑麦草富集Cu、Pb含量的极显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多年生黑麦草对覆土作用下铜尾矿的修复[J]. 张永兰,王友保. 草业科学. 2019(01)
[2]土壤Pb污染修复植物的耐性及累积特性比较[J]. 宣斌,张凌云,王济,蔡雄飞,李珊珊. 福建农业学报. 2018(07)
[3]铜污染土壤中不同多年生黑麦草品种富集效应的评价[J]. 陈鸣晖,刘大林,张卫红,马晶晶,赵国琦. 草原与草坪. 2017(06)
[4]杭州市典型农田土壤镉铜铅汞的化学形态及其污染风险评价[J]. 倪中应,石一珺,谢国雄,章明奎. 浙江农业科学. 2017(10)
[5]添加保水剂和栽种黑麦草对土壤不同形态铅转化的影响[J]. 胡伟,秦端端,李玉和,房瑜静,王小治,封克. 农业环境科学学报. 2017(09)
[6]不同施肥量对稻田一年生黑麦草产量及氮磷钾吸收的影响[J]. 杨曾平,聂军,廖育林,周兴,谢坚,鲁艳红,纪雄辉,吴家梅,谢运河. 中国农学通报. 2015(30)
[7]水肥耦合对棉花产量、收益及水分利用效率的效应[J]. 吴立峰,张富仓,范军亮,周罕觅,梁飞,高志建. 农业机械学报. 2015(12)
[8]肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响[J]. 王美,李书田. 植物营养与肥料学报. 2014(02)
[9]土壤Cu2+胁迫对多花黑麦草部分生理指标的影响[J]. 刘大林,曹喜春,张华,胡楷崎,马晶晶. 草地学报. 2014(02)
[10]农田土壤重金属污染的农业生态修复技术[J]. 马铁铮,马友华,徐露露,付欢欢,聂静茹. 农业资源与环境学报. 2013(05)
本文编号：3140946
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
Cu、Pb单一及复合胁迫下不同环境因子对黑麦草生物量的影响
由图2可以看出,在不同环境因子组合下,黑麦草不同部位对Cu的吸收量有较大差异,大体上体现为根部富集量大于地上部。在80%WHC、25℃及施N(11)时,黑麦草地上部在Cu单一胁迫下具有最大富集量444.49 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫时,黑麦草在70%WHC、25℃及施NPK(16)时对土壤中Cu的富集量显著提高,具有所有处理中的最大地上富集量465.18 mg/kg。黑麦草根部在Cu单一胁迫下,在90%WHC、25℃及施NPK(18)时具有最大富集量1343.1 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,在80%WHC、30℃及施NP(23)时才取得最大富集量1274.78 mg/kg。由图3可以看出,在不同环境因子组合下,黑麦草不同部位对Pb的吸收量有较大差异,但与Cu富集规律类似,也体现为根部富集量大于地上部。在80%WHC、30℃及施NPK(17)时,黑麦草地上部在Pb单一胁迫下具有最大富集量557.46 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,黑麦草在80%WHC、30℃及施N(20)时对土壤中Pb的富集量显著提高,具有所有处理中的最大地上富集量597.66 mg/kg。黑麦草根部在Pb单一胁迫下,在90%WHC、25℃及施NP(15)时具有最大富集量1154.62 mg/kg,而在Cu-Pb复合胁迫下,在80%WHC、30℃及施NP(12)时才取得最大富集量1496.83 mg/kg。
根据不同环境因子将27组试验进行分类统计,结果如下:在Cu单一污染时,黑麦草地上部分别在温度25℃(266.76 mg/kg)、持水量80%(167.44 mg/kg)、施NP(166.99 mg/kg)时,根部分别在30℃(825.43 mg/kg)、持水量80%(854.78 mg/kg)、施N(768.00 mg/kg)时具有最大富集量。在Pb单一污染时,黑麦草地上部分别在温度30℃(316.19 mg/kg)、持水量90%(261.18 mg/kg)、施NPK(331.58 mg/kg)时,根部分别在25℃(806.27 mg/kg)、持水量90%(697.24 mg/kg)、施NPK(878.84 mg/kg)时富集效果最佳。在Cu-Pb复合污染时,黑麦草地上部分别在温度25℃(204.68 mg/kg)、持水量70%(208.09 mg/kg)、施NP(188.20 mg/kg)时对Cu的富集量最大,在温度25℃(410.79 mg/kg)、持水量80%(349.17 mg/kg)、施NP(388.81 mg/kg)时对Pb的富集量最大;根部分别在30℃(1021.82 mg/kg)、持水量70%(903.57 mg/kg)、施N(918.27 mg/kg)时对Cu的富集效果最佳,在30℃(1161.63 mg/kg)、持水量80%(1307.28 mg/kg)、施N(1182.54 mg/kg)时对Pb的富集效果最佳。数据表明,在应对不同的重金属胁迫时,黑麦草对温度、水分及肥料的最适范围表现出差异性,当三者共同作用时,还会产生交互影响,形成最适处理组合。表3—4为不同环境因子处理对植物富集Cu、Pb含量的影响所进行的方差分析,结果显示:在Cu、Pb单一胁迫条件下,黑麦草的根部Cu富集量及地上部Pb富集量受到水分、温度、肥料以及其二因素、三因素交互作用的极显著影响(P<0.01);而黑麦草地上部对Cu的富集量仅表现出受水分、温度的极显著影响,同时,水分和温度以及温度和肥料之间也表现出极显著的交互作用;黑麦草根部对Pb的富集则受水分和温度交互以及三因素交互的显著影响(P<0.05),其他因素影响极显著。在Cu、Pb复合胁迫条件下,除肥料对地上部Cu富集量、水分和温度的交互作用对根部Cu富集量无显著影响外,其他各因素及其交互作用均表现出对黑麦草富集Cu、Pb含量的极显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]多年生黑麦草对覆土作用下铜尾矿的修复[J]. 张永兰,王友保. 草业科学. 2019(01)
[2]土壤Pb污染修复植物的耐性及累积特性比较[J]. 宣斌,张凌云,王济,蔡雄飞,李珊珊. 福建农业学报. 2018(07)
[3]铜污染土壤中不同多年生黑麦草品种富集效应的评价[J]. 陈鸣晖,刘大林,张卫红,马晶晶,赵国琦. 草原与草坪. 2017(06)
[4]杭州市典型农田土壤镉铜铅汞的化学形态及其污染风险评价[J]. 倪中应,石一珺,谢国雄,章明奎. 浙江农业科学. 2017(10)
[5]添加保水剂和栽种黑麦草对土壤不同形态铅转化的影响[J]. 胡伟,秦端端,李玉和,房瑜静,王小治,封克. 农业环境科学学报. 2017(09)
[6]不同施肥量对稻田一年生黑麦草产量及氮磷钾吸收的影响[J]. 杨曾平,聂军,廖育林,周兴,谢坚,鲁艳红,纪雄辉,吴家梅,谢运河. 中国农学通报. 2015(30)
[7]水肥耦合对棉花产量、收益及水分利用效率的效应[J]. 吴立峰,张富仓,范军亮,周罕觅,梁飞,高志建. 农业机械学报. 2015(12)
[8]肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响[J]. 王美,李书田. 植物营养与肥料学报. 2014(02)
[9]土壤Cu2+胁迫对多花黑麦草部分生理指标的影响[J]. 刘大林,曹喜春,张华,胡楷崎,马晶晶. 草地学报. 2014(02)
[10]农田土壤重金属污染的农业生态修复技术[J]. 马铁铮,马友华,徐露露,付欢欢,聂静茹. 农业资源与环境学报. 2013(05)
本文编号：3140946
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